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随着社会的发展,越来越多的重金属废水排入环境中,严重危害着人类的健康和其他生物的生存环境。采用传统的方法处理重金属废水,处理中存在各种问题,且容易引起二次污染。因此,如何既能降低排放废水中的重金属含量,又能避免产生二次污染,具有重要的环境效益和研究价值。
聚合物强化超滤工艺(PEUF)是一种将高分子聚合物壳聚糖和超滤技术结合的新型、高效的重金属废水治理方法。本文在阐述了壳聚糖强化超滤耦合工艺的基本原理和较为全面的综述了该工艺在水处理中的应用效果的基础上,考察了影响铜去除率的pH值、壳聚糖投加量、装载比和反应时间等因素下,对模拟废水中铜离子的去除效果,确定了适宜的应用条件。最后研究了膜污染现象和膜清洗方法。
结果表明:(1)超滤处理壳聚糖溶液时,受pH值和壳聚糖浓度影响可忽略不计。(2)超滤处理铜离子溶液时,在pH值为2.0~5.0时,截留率上升变化不明显。当pH在5.0~7.0时,铜离子截留率明显增加,当溶液为中性时,大部分铜离子转化为氢氧化铜沉淀被截留。(3)壳聚糖强化超滤处理含铜废水时,在pH值为2~6范围内,随着pH值的升高,铜离子去除率升高。当pH达到6时,铜去除率已高达97.7%,并趋于稳定。在pH值为6时,同一铜离子初始浓度条件下,投加壳聚糖与不投加壳聚糖相比,铜离子去除率增加65%以上。当铜离子浓度一定时,随进料液中壳聚糖浓度的增加,铜离子去除率先升高,随后升高趋势逐渐平缓。当壳聚糖浓度大于0.15g/L时,铜离子的去除率趋于稳定。装载比一定时,溶液中铜离子浓度对铜离子的去除率没有明显影响。(4)CTS对铜离子的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,公式为y=0.0046x+0.0357,R2=0.9961。(5)超滤膜通量的降低主要是壳聚糖引起的。pH为2的盐酸酸洗效果较好,可使膜通量恢复达87%左右。
壳聚糖强化超滤耦合工艺对铜离子有明显的去除效果,而且具有无相变、能耗低、无二次污染等优点,具有良好的应用前景。